電力傳動與調(diào)速控制系統(tǒng)及應(yīng)用

緒論/001
0.1電力傳動的發(fā)展概況001
0.2電力傳動的分類和應(yīng)用002
0.2.1直流傳動系統(tǒng)的應(yīng)用002
0.2.2交流傳動系統(tǒng)的應(yīng)用003
0.3本書的主要內(nèi)容003
第1篇電力傳動基礎(chǔ)
第1章直流電動機(jī)傳動基礎(chǔ)/005
1.1電力傳動系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)基礎(chǔ)005
1.1.1電力傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程005
1.1.2工作機(jī)構(gòu)各物理量的折算006
1.1.3生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性008
1.2他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性010
1.2.1機(jī)械特性方程011
1.2.2固有機(jī)械特性與人為機(jī)械特性012
1.2.3機(jī)械特性的繪制014
1.2.4電力傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求015
1.3他勵直流電動機(jī)的啟動017
1.3.1啟動方法017
1.3.2串電阻啟動的各級電阻計(jì)算018
1.3.3造成他勵直流電動機(jī)啟動延緩的原因及應(yīng)對措施021
1.4他勵直流電動機(jī)的制動022
1.4.1能耗制動022
1.4.2反接制動024
1.4.3回饋制動026
1.5他勵直流電動機(jī)的調(diào)速027
1.5.1調(diào)速指標(biāo)028
1.5.2三種調(diào)速方式原理及技術(shù)分析030
1.5.3調(diào)速方法的轉(zhuǎn)矩特性及其與負(fù)載的配合033
習(xí)題034
第2章交流電動機(jī)傳動基礎(chǔ)/036
2.1異步電動機(jī)的機(jī)械特性和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行036
2.1.1異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型036
2.1.2異步電動機(jī)的機(jī)械特性037
2.1.3異步電動機(jī)的功率關(guān)系038
2.1.4異步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行039
2.2異步電動機(jī)的調(diào)速042
2.2.1異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速043
2.2.2繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速044
2.2.3籠式三相異步電動機(jī)變極對數(shù)調(diào)速045
2.2.4異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速046
2.3同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型與傳動基礎(chǔ)047
2.3.1同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩角特性047
2.3.2同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行049
2.3.3同步電動機(jī)的啟動050
2.3.4同步電動機(jī)的調(diào)速050
習(xí)題050
第3章電力傳動中的電力電子技術(shù)/051
3.1晶閘管相控整流器051
3.1.1負(fù)載電流連續(xù)時V-M系統(tǒng)的機(jī)械特性051
3.1.2負(fù)載電流斷續(xù)時V-M系統(tǒng)的機(jī)械特性052
3.1.3電流斷續(xù)的不利影響及其抑制方法053
3.1.4V-M系統(tǒng)的多象限運(yùn)行054
3.1.5晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)和傳遞函數(shù)055
3.2直流PWM斬波器057
3.2.1兩象限PWM斬波器057
3.2.2H型四象限PWM斬波器060
3.2.3電能回饋與泵升電壓的限制063
3.2.4直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性及多象限運(yùn)行064
3.2.5直流PWM斬波器的數(shù)學(xué)模型067
3.3交流變頻器的電路結(jié)構(gòu)067
3.3.1交-直-交變頻器068
3.3.2交-交變頻器071
3.4交流變頻器的脈寬調(diào)制技術(shù)073
3.4.1三相電壓型逆變器的PWM技術(shù)073
3.4.2三相電流型逆變器的PWM技術(shù)082
3.4.3多電平逆變器的PWM技術(shù)083
習(xí)題085
第4章轉(zhuǎn)速測量基礎(chǔ)/087
4.1模擬測速087
4.1.1直流測速發(fā)電機(jī)087
4.1.2交流測速發(fā)電機(jī)088
4.2數(shù)字測速089
4.2.1數(shù)字轉(zhuǎn)速傳感器090
4.2.2數(shù)字測速方法092
4.2.3數(shù)字濾波095
習(xí)題096
第2篇直流調(diào)速系統(tǒng)
第5章閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)/097
5.1轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)097
5.1.1開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)存在的問題098
5.1.2閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成及其靜特性098
5.1.3閉環(huán)靜特性與開環(huán)機(jī)械特性的對比100
5.1.4轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性分析102
5.1.5轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)107
5.2反饋控制規(guī)律和無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)109
5.2.1反饋控制規(guī)律109
5.2.2積分控制規(guī)律111
5.2.3比例積分控制規(guī)律113
5.2.4無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)115
5.3轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及穩(wěn)態(tài)分析117
5.3.1轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成117
5.3.2轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析119
5.4轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性分析121
5.4.1啟動過程121
5.4.2抗擾性能的定性分析124
5.4.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用125
習(xí)題125
第6章調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)法及其在直流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用/127
6.1控制系統(tǒng)動態(tài)校正的基本要求和動態(tài)性能指標(biāo)127
6.1.1控制系統(tǒng)動態(tài)校正的基本要求127
6.1.2控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)128
6.2調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)法130
6.2.1工程設(shè)計(jì)法的基本流程130
6.2.2典型系統(tǒng)及其性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系131
6.2.3非典型系統(tǒng)的典型化140
6.3工程設(shè)計(jì)法在轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用144
6.3.1電流環(huán)設(shè)計(jì)145
6.3.2轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)148
6.3.3飽和非線性條件下轉(zhuǎn)速超調(diào)量的計(jì)算152
6.4轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋控制155
6.4.1帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理156
6.4.2退飽和時間和退飽和轉(zhuǎn)速158
6.4.3帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾性能159
習(xí)題160
第7章可逆晶閘管-電動機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)/161
7.1可逆晶閘管-電動機(jī) (V-M) 直流調(diào)速系統(tǒng)組成及工作模式分析161
7.1.1可逆晶閘管-電動機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成161
7.1.2可逆晶閘管-電動機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作模式分析162
7.2可逆V-M直流調(diào)速系統(tǒng)的環(huán)流分析及有環(huán)流控制方式163
7.2.1環(huán)流的抑制原理164
7.2.2α=β配合控制的有環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)166
7.3可逆V-M直流調(diào)速系統(tǒng)的無環(huán)流控制方式169
7.3.1邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)169
7.3.2無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)170
習(xí)題171
第3篇交流調(diào)速系統(tǒng)
第8章標(biāo)量控制的異步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)/172
8.1異步電動機(jī)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制的基本原理172
8.1.1基頻以下調(diào)速173
8.1.2基頻以上調(diào)速173
8.2異步電動機(jī)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時的機(jī)械特性173
8.2.1基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時的機(jī)械特性174
8.2.2基頻以上電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時的機(jī)械特性176
8.3異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及調(diào)速性能分析177
8.3.1基于電壓型變頻器的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)177
8.3.2基于電流型變頻器的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)178
8.3.3調(diào)速性能分析179
8.4轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)179
8.4.1轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理180
8.4.2基于恒Eg/ω1控制的轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)181
8.4.3基于恒勵磁電流控制的轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)182
8.4.4轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的性能分析184
8.4.5最大轉(zhuǎn)差頻率的計(jì)算185
8.4.6轉(zhuǎn)差頻率控制的特點(diǎn)186
習(xí)題186
第9章高動態(tài)性能的異步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)/188
9.1異步電動機(jī)的三相動態(tài)數(shù)學(xué)模型及其性質(zhì)188
9.1.1異步電動機(jī)三相動態(tài)數(shù)學(xué)模型188
9.1.2異步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)192
9.2坐標(biāo)變換193
9.2.1三相坐標(biāo)系到兩相坐標(biāo)系的變換(3/2)193
9.2.2兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換(2s/2r)196
9.2.3三相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換(3s/2r)197
9.2.4直角坐標(biāo)-極坐標(biāo)變換 (K/P變換)198
9.3三相異步電動機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型198
9.3.1異步電動機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型198
9.3.2異步電動機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型200
9.3.3異步電動機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程201
9.4異步電動機(jī)磁鏈與轉(zhuǎn)速的估計(jì)205
9.4.1磁鏈的估計(jì)205
9.4.2轉(zhuǎn)速的估計(jì)207
9.5按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)209
9.5.1按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型209
9.5.2矢量控制基本原理210
9.5.3電流跟蹤控制的實(shí)現(xiàn)方法211
9.5.4磁鏈閉環(huán)的直接矢量控制212
9.5.5磁鏈開環(huán)的間接矢量控制214
9.5.6電流型變頻器的矢量控制215
9.5.7矢量控制系統(tǒng)的性能分析216
9.6按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)216
9.6.1直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理216
9.6.2定子電壓空間矢量的控制作用217
9.6.3基于定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)218
9.6.4直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的性能分析220
習(xí)題221
第10章繞線異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng)/222
10.1串級調(diào)速系統(tǒng)的基本原理222
10.1.1繞線異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子附加電動勢的作用222
10.1.2電氣串級調(diào)速系統(tǒng)的工作原理223
10.1.3串級調(diào)速系統(tǒng)的啟動和停車225
10.2串級調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性及其雙閉環(huán)控制原理226
10.2.1異步電動機(jī)串級調(diào)速時的轉(zhuǎn)子整流電路226
10.2.2串級調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速特性227
10.2.3串級調(diào)速系統(tǒng)的電磁轉(zhuǎn)矩229
10.3串級調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及工程設(shè)計(jì)231
10.3.1串級調(diào)速系統(tǒng)的效率231
10.3.2串級調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)233
10.3.3串級調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)233
10.4雙饋調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理235
10.4.1雙饋調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)235
10.4.2雙饋調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行模式分析236
10.5雙饋調(diào)速系統(tǒng)的矢量控制239
10.5.1同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下雙饋調(diào)速系統(tǒng)的功率關(guān)系239
10.5.2定子磁鏈定向下的矢量控制240
10.5.3雙饋調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制結(jié)構(gòu)圖241
10.5.4雙饋調(diào)速系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變流器的控制結(jié)構(gòu)圖242
10.5.5雙饋電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用243
習(xí)題245
第11章同步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)/246
11.1同步電動機(jī)的調(diào)速方法246
11.1.1他控變頻調(diào)速系統(tǒng)246
11.1.2自控變頻調(diào)速系統(tǒng)247
11.2電勵磁同步電動機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)248
11.2.1電勵磁同步電動機(jī)變頻器的結(jié)構(gòu)及基本工作原理248
11.2.2電勵磁同步電動機(jī)變頻器的動態(tài)數(shù)學(xué)模型251
11.2.3電勵磁同步電動機(jī)變頻器的矢量控制系統(tǒng)254
11.3永磁同步電動機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)258
11.3.1無刷直流電動機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)259
11.3.2正弦波永磁同步電動機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)264
習(xí)題267
附錄直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的CDIO三級項(xiàng)目教學(xué)培養(yǎng)方案/268
參考文獻(xiàn)/272